管式动态膜生物反应器处理城市生活污水的研究与应用

摘要

本文通过平板膜小试和膜管卷制实验对管式膜动态膜基材进行了选择，并用A-O生物反应器与管式动态膜组件组成的动态膜生物反应器，处理宜兴清源污水厂旋流沉砂池出水，进行了处理量为10m3/d的中试实验，实验通过对运行参数、运行流程的优化，动态膜组件的结构的改进，以及对反冲洗方法、药洗方法的优化，有效提高反应器流态均匀性、延缓膜污染、延长反冲洗周期。
　　通过平板膜小试及管式动态膜中试实验，主要得到以下结论：
　　(1)平板膜小试实验，和膜管卷制实验选择膜基材材料，结果表明300目涤纶滤布的出水通量大，运行36h后通量仍保持在62.5L/(m2×h)，出水浊度30分钟即下降至4.7NTU，最终选择300目涤纶滤布卷制成管式膜进行中试实验。
　　(2)管式动态膜组件中试：初始出水流量大于临界流量运行时出水流量下降速度很快，初始出水流量为临界流量左右时，膜组件周期平均流量最大，双层膜膜组件的临界通量为160L/h左右，而单层膜膜组件的临界通量为200L/h左右。回流流量对膜组件的运行有重大影响，回流流量小于100L/h时，膜组件内的活性污泥会淤积结块，回流流量在100L/h～400L/h时，回流流量越小，膜污染发展越快，膜组件运行周期越短，而流量大于400L/h时，对膜组件的运行无明显影响，实验中膜组件控制回流流量为400L/h。
　　(3)随着膜组件运行，膜污染的发展，膜通量下降，微生物营养不足，活性污泥性状受到严重影响，此外，离心泵回流使得活性污泥絮凝体破碎，更使得这种情况恶化。通过采用气提回流和并联二沉池运行的方法，保证了出水通量的稳定，和活性污泥絮体性状的良好，延长膜组件的运行周期至24h。双层膜膜管的支撑层内容易淤积污泥，采用2mm宽的玻璃纸代替50目尼龙筛网卷制单层膜管，第三阶段的膜组件的运行周期延长至36h，单周期平均膜通量达136.5～190.7 L/h。
　　(4)采用贯通式膜管内部曝气反冲洗，膜通量恢复96.5％，膜组件运行16个周期周期平均通量下降17.4L/h，比之前采用普通曝气方法运行6个周期膜组件周期平均通量下降17.7L/h，显著地延缓了膜组件运行中不可逆污染的发展进程。使用碱洗+酸洗，药洗时间2h的药洗方案，膜组件通量恢复率达到96.8%，只酸洗或碱洗时，膜通量恢复率为80%左右，先碱洗再酸洗的清洗效果优于先酸洗再碱洗。